克勞斯硫回收流程改造小結(jié)

(兗礦魯南化工有限公司，山東 滕州 277500)

兗礦魯南化工有限公司有2套硫回收裝置，東西廠區(qū)各一套，均為克勞斯法硫回收裝置。由于克勞斯裝置本身的轉(zhuǎn)化率有限，加之普通捕集器及分離器捕集或分離效果不好，很容易導(dǎo)致液硫帶入后系統(tǒng)，在增加后系統(tǒng)負(fù)荷的同時(shí)，也造成了硫磺的浪費(fèi)。

1 改造原因

(1)克勞斯硫回收系統(tǒng)中的一、二、三級(jí)冷凝器捕集器為臥式，捕集絲網(wǎng)在上方出口處。絲網(wǎng)面積較小，捕集效果不好，且絲網(wǎng)受氣量及溫度影響易損壞。捕集器出口處無法蘭，停車檢修時(shí)更換很困難，不及時(shí)更換損壞的絲網(wǎng)還會(huì)造成系統(tǒng)阻力升高、液硫帶入后系統(tǒng)等后果。

(2)二級(jí)克勞斯轉(zhuǎn)化氣經(jīng)三級(jí)冷凝器后進(jìn)入尾氣分液罐，工藝氣中的液硫經(jīng)過分離后進(jìn)入尾氣焚燒爐。尾氣分液罐為普通夾套分離器，分離效果不好，尾氣焚燒爐前排放導(dǎo)淋，每8h大約排滿一鐵槽，增加了工作量。由于分離不徹底，檢修時(shí)煙囪底部經(jīng)常會(huì)堆積大量的硫磺，若檢修或發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，有可能造成煙囪入口管堵塞、煙囪帶硫等嚴(yán)重后果。尾氣分液罐絲網(wǎng)和3個(gè)捕集器的絲網(wǎng)一樣易損壞，更換時(shí)需要在分離器內(nèi)部搭架子，受限作業(yè)增加了檢修的難度。

(3)二級(jí)冷凝器出口工藝氣經(jīng)二級(jí)高溫?fù)胶烷y混合加熱后進(jìn)入二級(jí)克勞斯轉(zhuǎn)化器，此處工藝氣和酸性氣爐中的高溫混合達(dá)到溫升的目的，但是酸性氣爐煙氣中硫化氫含量較高，混合后進(jìn)入二級(jí)克勞斯轉(zhuǎn)化器，加重了轉(zhuǎn)化器的負(fù)擔(dān)，影響克勞斯轉(zhuǎn)化率，增大了煙囪尾氣中二氧化硫含量。

2 改造時(shí)間

2016年7月，召開硫回收優(yōu)化運(yùn)行相關(guān)會(huì)議，7月8日完成硫回收優(yōu)化運(yùn)行改造方案的編制并通過簽字審批。

8月，硫回收優(yōu)化改造項(xiàng)目所需的設(shè)備已完成招標(biāo)，材料已進(jìn)行采購(gòu)，鋼材、法蘭、彎頭等部分材料已到貨。

9月，硫回收優(yōu)化改造項(xiàng)目中，除所需的設(shè)備廠家正在制造，其余所需材料均已到貨。

10月底，硫回收優(yōu)化改造項(xiàng)目中所需的3個(gè)捕集器、高效分離器以及預(yù)熱器已制造完成并運(yùn)至硫回收現(xiàn)場(chǎng)，10月31日，施工單位開始在硫回收界區(qū)外進(jìn)行管道預(yù)制和預(yù)熱器澆注料的鋪設(shè)。

11月4日9：10，硫回收切氣開始熱態(tài)運(yùn)行，11月7日9：00，系統(tǒng)開始加盲板進(jìn)行改造施工。11月11日15：00，改造項(xiàng)目完成施工，開始抽盲板。11月12日12：00，硫回收點(diǎn)爐升溫。11月14日16：10，硫回收系統(tǒng)接氣，改造項(xiàng)目投入使用。

3 改造內(nèi)容

(1)為增強(qiáng)液流捕集效果，一、二、三級(jí)冷凝器捕集器由臥式改為立式。捕集器上部封頭采用法蘭連接，封頭可以獨(dú)立拆卸，頂部出口帶有DN350法蘭，原捕集器上部絲網(wǎng)拆除。改造后的冷凝器見圖1。

圖1 改造后的冷凝器

(2)在尾氣分液罐后加一液硫高效分離器，增強(qiáng)液硫捕集能力，減少帶入后系統(tǒng)硫磺含量，避免液硫帶入尾氣焚燒爐轉(zhuǎn)化成二氧化硫，造成尾氣嚴(yán)重超標(biāo)。高效分離器上部帶有法蘭，分離器筒體上部設(shè)有液硫捕集絲網(wǎng)，方便以后檢查和更換。分離器底部下液硫管道并入尾氣分液罐下液硫總管。尾氣分液罐與高效分離器串聯(lián)使用。高效分離器結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 液硫高效分離器結(jié)構(gòu)

(3)為確保尾氣達(dá)標(biāo)排放，硫回收二級(jí)高溫?fù)胶祥yTV6602退出，尾氣焚燒爐后增加一預(yù)熱器，二級(jí)冷凝器出口氣體溫度約140 ℃，通過預(yù)熱器進(jìn)口氣體調(diào)節(jié)閥HV6631后進(jìn)入新增預(yù)熱器E6606，由二級(jí)冷凝器來的氣體和尾氣焚燒爐來的煙氣換熱，溫度升高到240 ℃左右后，通過預(yù)熱器出口氣體調(diào)節(jié)閥HV6632進(jìn)入二級(jí)克勞斯轉(zhuǎn)化器，預(yù)熱器出口氣體溫度調(diào)節(jié)可通過預(yù)熱器進(jìn)出口管聯(lián)通閥TCV6622進(jìn)行。為防止預(yù)熱器故障，在原二級(jí)冷凝器出口去二級(jí)高溫?fù)胶祥y管線增加一DN350保溫球閥，在正常運(yùn)行中，硫回收二級(jí)高溫?fù)胶祥y關(guān)閉，二級(jí)冷凝器出口去二級(jí)高溫?fù)胶祥y新增加的DN350蝶閥關(guān)閉。改造后的預(yù)熱器流程見圖3(加粗部分為新配管線)。

圖3 改造后的預(yù)熱器流程注：F6601—酸性氣焚燒爐；F6602—尾氣焚燒爐；E6601—酸性氣廢鍋；E6603—二級(jí)冷凝器；E6606—新增的預(yù)熱器；E6607—尾氣廢鍋；R6601—克勞斯轉(zhuǎn)化器；TV6602—二級(jí)高溫?fù)胶烷y；HV6631—預(yù)熱器進(jìn)口閥；HV6632—預(yù)熱器出口閥；TCV6622—預(yù)熱器進(jìn)出口聯(lián)通閥

4 改造前后的對(duì)比

在硫回收氣量相近的情況下，改造前后在不同時(shí)間各取30次樣，改造前后分析數(shù)據(jù)對(duì)比見圖4。

從上圖可看出：改造前硫回收尾氣分液罐出口總硫平均值為3.52(v%)，改造后高效分離器出口總硫平均值為1.82(v%)，較改造前降低了1.70(v%)，在優(yōu)化尾氣中硫含量方面達(dá)到了改造的效果。

圖4 改造前后尾氣爐前總硫分析對(duì)比

改造前尾氣爐前排液硫?qū)Я苊?h排滿現(xiàn)場(chǎng)1鐵槽，改造后每8h排1/4鐵槽。液硫捕集效果較好，往后系統(tǒng)硫磺帶入量大大減少。

硫回收煙囪排煙改造前顏色發(fā)混，呈微黃色，改造后全是白色煙霧，大部分是蒸汽。

5 結(jié)語

本次改造項(xiàng)目設(shè)計(jì)工藝方案及主要設(shè)備選型合理，提高了環(huán)保效率和裝置操作穩(wěn)定性，建成投用后效果明顯，達(dá)到了改造目的。